JP2021076451A - Detection optical system, detector, flow cytometer, and imaging cytometer - Google Patents

Detection optical system, detector, flow cytometer, and imaging cytometer Download PDF

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丈司 畠山
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Abstract

To correct spherical aberration occurring in an optical path from a specimen to an objective lens.SOLUTION: A detection optical system comprises an objective lens, a first relay lens, a second relay lens, and an imaging lens, which are arranged in order from a specimen side along an optical path of light from the specimen illuminated by a light source. A primary imaging surface is provided on an optical path between the first relay lens and the second relay lens. An aspherical surface correction plate for correcting spherical aberration is arranged at a position that is located between the second relay lens and the imaging lens and substantially conjugated with a pupil position of the objective lens.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、検出光学系、検出装置、フローサイトメータ及びイメージングサイトメータに関する。 The present disclosure relates to detection optics, detection devices, flow cytometers and imaging cytometers.

被検物からの光を検出するための検出光学系としては、例えば、光学顕微鏡、フローサイトメータ、イメージングサイトメータ等の検査装置が知られている。フローサイトメータ、イメージングサイトメータ等の検査装置は、被検物からの光を検出するための検出光学系を備える。この種のフローサイトメータ、イメージングサイトメータでは、液体と共に粒子を流す流路を有する流路チップ、いわゆるフローセルに光を照射し、被検物としての粒子からの散乱光や蛍光を検出する。 As a detection optical system for detecting light from a test object, for example, inspection devices such as an optical microscope, a flow cytometer, and an imaging cytometer are known. Inspection devices such as flow cytometers and imaging cytometers include a detection optical system for detecting light from a test object. In this type of flow cytometer or imaging cytometer, a flow path chip having a flow path for flowing particles together with a liquid, a so-called flow cell, is irradiated with light to detect scattered light or fluorescence from the particles as a test object.

特許第４７１１００９号明細書Japanese Patent No. 4711009

被検物からの散乱光や蛍光を検出する感度を高めるために、対物レンズの開口数ＮＡを可能な限り大きくすることが考えられる。しかし、所望の対物レンズを製造する場合には、検出光学系の製造コストの増大を招く。開口数ＮＡが大きい対物レンズとして、例えば、光学顕微鏡で用いられる対物レンズを利用した場合、被検物と対物レンズとの間の光路で発生する球面収差の影響により、検出精度や検出効率が低下する。 In order to increase the sensitivity for detecting scattered light and fluorescence from the test object, it is conceivable to increase the numerical aperture NA of the objective lens as much as possible. However, when a desired objective lens is manufactured, the manufacturing cost of the detection optical system is increased. When an objective lens used in an optical microscope is used as an objective lens having a large numerical aperture NA, the detection accuracy and detection efficiency are lowered due to the influence of spherical aberration generated in the optical path between the test object and the objective lens. To do.

そこで、本開示では、被検物から対物レンズまでの光路で発生する球面収差を補正することができる検出光学系、検出装置、フローサイトメータ及びイメージングサイトメータを提案する。 Therefore, the present disclosure proposes a detection optical system, a detection device, a flow cytometer, and an imaging cytometer capable of correcting spherical aberration generated in the optical path from the test object to the objective lens.

本開示によれば、光源によって照らされる被検物からの光の光路に沿って、前記被検物側から順に配置される、対物レンズと、第１リレーレンズと、第２リレーレンズと、結像レンズと、を備え、前記第１リレーレンズと前記第２リレーレンズとの間の前記光路上には一次結像面が設けられ、前記第２リレーレンズと前記結像レンズとの間に位置する、前記対物レンズの瞳位置と略共役となる位置には、球面収差を補正する非球面補正板が配置される。 According to the present disclosure, an objective lens, a first relay lens, and a second relay lens, which are arranged in order from the subject side along the optical path of light from the subject illuminated by the light source, are connected. An image lens is provided, and a primary imaging surface is provided on the optical path between the first relay lens and the second relay lens, and is positioned between the second relay lens and the imaging lens. An aspherical correction plate for correcting spherical aberration is arranged at a position substantially conjugate with the pupil position of the objective lens.

実施例１の検出光学系を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the detection optical system of Example 1. FIG. 実施例２の検出光学系を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the detection optical system of Example 2. 実施例１の検出光学系を備える検査装置としてのフローサイトメータを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow cytometer as an inspection apparatus provided with the detection optical system of Example 1. FIG. 実施例１の検出光学系を備える検査装置としてのイメージングサイトメータを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the imaging cytometer as an inspection apparatus provided with the detection optical system of Example 1. FIG.

以下に、本開示の実施例について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例によって、本開示の検出光学系、検出装置、フローサイトメータ及びイメージングサイトメータが限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The following examples do not limit the detection optical system, the detection device, the flow cytometer, and the imaging cytometer of the present disclosure.

図１は、実施例１の検出光学系を示す模式図である。本実施例１の検出光学系は、被検物の光を検出するための検出光学系であり、例えば、フローサイトメータ、イメージングサイトメータ等の粒子検査装置に用いられる。図１に示すように、実施例１の検出光学系１は、流路チップ（フローセル）３が有する流路３ａを流れる粒子を被検物Ａとして、被検物Ａからの散乱や蛍光を検出する検出光学系である。 FIG. 1 is a schematic view showing the detection optical system of the first embodiment. The detection optical system of the first embodiment is a detection optical system for detecting the light of a test object, and is used in, for example, a particle inspection device such as a flow cytometer or an imaging cytometer. As shown in FIG. 1, the detection optical system 1 of the first embodiment detects scattering and fluorescence from the test object A by using the particles flowing through the flow path 3a of the flow path chip (flow cell) 3 as the test object A. It is a detection optical system.

なお、本開示の検出光学系は、フローサイトメータ、イメージングサイトメータ等の粒子検査装置に用いられるものに限定されず、例えば、被検物Ａからの散乱光や蛍光を検出するための検出光学系全般に適用されてもよく、光学顕微鏡に適用されてもよい。 The detection optical system of the present disclosure is not limited to those used in particle inspection devices such as flow cytometers and imaging cytometers, and for example, detection optics for detecting scattered light and fluorescence from a test object A. It may be applied to the whole system or may be applied to an optical microscope.

（検出光学系の構成）
図１に示すように、実施例１の検出光学系１は、光源１０によって照らされる被検物Ａからの光の光路に沿って、被検物Ａ側から順に配置される、対物レンズ１１と、リレーレンズ１２と、結像レンズ１３と、を備えており、結像レンズ１３からの光が検出素子１６によって検出される。 (Configuration of detection optical system)
As shown in FIG. 1, the detection optical system 1 of the first embodiment is the objective lens 11 arranged in order from the subject A side along the optical path of the light from the subject A illuminated by the light source 10. The relay lens 12 and the imaging lens 13 are provided, and the light from the imaging lens 13 is detected by the detection element 16.

対物レンズ１１とリレーレンズ１２との間の光路上には、一次結像面１４が設けられている。リレーレンズ１２と結像レンズ１３との間に位置する、対物レンズ１１の瞳位置と略共役となる位置には、球面収差を補正する非球面補正板１５が配置されている。非球面補正板１５によって、被検物Ａから対物レンズ１１までの光路で発生する球面収差が補正される。 A primary image plane 14 is provided on the optical path between the objective lens 11 and the relay lens 12. An aspherical correction plate 15 for correcting spherical aberration is arranged between the relay lens 12 and the imaging lens 13 at a position substantially conjugate with the pupil position of the objective lens 11. The aspherical surface correction plate 15 corrects spherical aberration generated in the optical path from the test object A to the objective lens 11.

なお、被検物Ａから対物レンズ１１までの光路とは、被検物Ａと、被検物Ａからの光が入射する対物レンズ１１の入射面１１ａとの間の光路を指す。また、非球面補正板１５は、対物レンズ１１の、リレーレンズ１２側の瞳位置と共役となる位置に配置されることが望ましいが、共役となる位置に対して僅かにずれて配置された場合であっても、球面収差を適正に補正する作用が得られる。 The optical path from the test object A to the objective lens 11 refers to an optical path between the test object A and the incident surface 11a of the objective lens 11 on which the light from the test object A is incident. Further, it is desirable that the aspherical surface correction plate 15 is arranged at a position of the objective lens 11 that is conjugate with the pupil position on the relay lens 12 side, but when the aspherical correction plate 15 is arranged slightly deviated from the conjugate position. Even so, the action of appropriately correcting the spherical aberration can be obtained.

実施例１における対物レンズ１１は、例えば、市販されている対物レンズ用いられている。対物レンズ１１としては、被検物Ａからの散乱光や蛍光を検出するために検出光学系１を用いる場合、検出の感度を高めるために開口数ＮＡを大きくすることが望ましいので、市販の対物レンズのうち、特に開口数ＮＡが１以上の対物レンズが好ましい。 As the objective lens 11 in the first embodiment, for example, a commercially available objective lens is used. When the detection optical system 1 is used as the objective lens 11 to detect scattered light or fluorescence from the test object A, it is desirable to increase the numerical aperture NA in order to increase the detection sensitivity. Therefore, a commercially available objective is used. Among the lenses, an objective lens having a numerical aperture NA of 1 or more is particularly preferable.

リレーレンズ１２は、コリメータレンズが用いられており、一次結像面１４を介して対物レンズ１１から入射した光を平行光にする。実施例１におけるリレーレンズ１２は、被検物Ａ側から検出素子１６側に向かって対物レンズ１１の次に配置されたレンズを指す。結像レンズ１３は、集光レンズであり、非球面補正板１５から入射した光を、例えば、フォトディテクタ等の検出素子１６の受光領域上に集光する。実施例１では、結像レンズ１３から出射された光が、検出素子１６に直接集光されるが、例えば、光ファイバ、導光板等の導光部材を介して、検出素子１６の受光領域に集光されるように構成されてもよい。 A collimator lens is used as the relay lens 12, and the light incident from the objective lens 11 via the primary image plane 14 is made into parallel light. The relay lens 12 in the first embodiment refers to a lens arranged next to the objective lens 11 from the subject A side toward the detection element 16 side. The imaging lens 13 is a condensing lens, and condenses the light incident from the aspherical correction plate 15 onto the light receiving region of the detection element 16 such as a photodetector. In the first embodiment, the light emitted from the imaging lens 13 is directly focused on the detection element 16, but in the light receiving region of the detection element 16 via, for example, a light guide member such as an optical fiber or a light guide plate. It may be configured to be focused.

なお、検出光学系１において、リレーレンズ１２と非球面補正板１５との間の光路上、及び非球面補正板１５と結像レンズ１３との間の光路上には、必要に応じて光路を構成する複数のリレーレンズが配置されてもよい。また、対物レンズ１１、結像レンズ１３は、複数のレンズ群を組み合わせて構成されてもよい。 In the detection optical system 1, an optical path is provided as necessary on the optical path between the relay lens 12 and the aspherical correction plate 15 and on the optical path between the aspherical correction plate 15 and the imaging lens 13. A plurality of constituent relay lenses may be arranged. Further, the objective lens 11 and the imaging lens 13 may be configured by combining a plurality of lens groups.

（非球面補正板）
非球面補正板１５は、検出光学系１の光路の光軸上に位置する中心部における屈折力が略ノンパワーに形成されており、中心部から外周部に向かって光軸から離れるのに従って徐々に負の屈折力が大きくなる形状に形成されている。言い換えると、非球面補正板１５の中央部は、屈折力がほぼ無いので、入射光した光を屈折させずに透過する。非球面補正板１５は、中央部から外周に近づくにつれて負の屈折力が徐々に大きくなるように形成されている。 (Aspherical correction plate)
The aspherical correction plate 15 is formed so that the refractive power at the central portion located on the optical axis of the optical path of the detection optical system 1 is substantially non-powered, and gradually increases as the distance from the optical axis increases from the central portion toward the outer peripheral portion. It is formed in a shape in which the negative refractive power becomes large. In other words, since the central portion of the aspherical surface correction plate 15 has almost no refractive power, the incident light is transmitted without being refracted. The aspherical surface correction plate 15 is formed so that the negative refractive power gradually increases as it approaches the outer periphery from the central portion.

非球面補正板１５は、検出光学系１の光路の光軸方向における一方の面に平面１５ａが形成され、他方の面に非球面１５ｂが形成されている。非球面補正板１５は、例えば、凹状の非球面１５ｂを有する凹レンズとして形成されている。これにより、中央部から外周部に向かって負の屈折力が徐々に大きくなる特性を有する非球面補正板１５を容易に加工することができる。 The aspherical surface correction plate 15 has a flat surface 15a formed on one surface of the optical path of the detection optical system 1 in the optical axis direction and an aspherical surface 15b formed on the other surface. The aspherical surface correction plate 15 is formed as, for example, a concave lens having a concave aspherical surface 15b. As a result, the aspherical surface correction plate 15 having a characteristic that the negative refractive power gradually increases from the central portion to the outer peripheral portion can be easily processed.

なお、本実施例１における非球面補正板１５は、一例として、非球面１５ｂ側をリレーレンズ１２側に向けて、平面１５ａ側を結像レンズ１３側に向けて配置されるが、非球面１５ｂの向きが限定されるものではない。非球面補正板１５は、平面１５ａ側をリレーレンズ１２側に向けて、非球面１５ｂ側を結像レンズ１３側に向けて配置されてもよい。 As an example, the aspherical surface correction plate 15 in the first embodiment is arranged so that the aspherical surface 15b side faces the relay lens 12 side and the flat surface 15a side faces the imaging lens 13 side, but the aspherical surface 15b The direction of is not limited. The aspherical surface correction plate 15 may be arranged with the flat surface 15a side facing the relay lens 12 side and the aspherical surface 15b side facing the imaging lens 13 side.

実施例１の検出光学系１は、被検物Ａと、被検物Ａからの光が入射する対物レンズ１１の入射面１１ａとの間の光路（以下、被検物Ａから対物レンズ１１までの光路とも称する。）で発生する波面収差量をＳＡ、対物レンズ１１の焦点距離をＦｏとしたとき、
５×１０−８＜（ＳＡ／Ｆｏ）＜１×１０−６ ・・・式１
を満たす。 In the detection optical system 1 of the first embodiment, the optical path between the test object A and the incident surface 11a of the objective lens 11 on which the light from the test object A is incident (hereinafter, from the test object A to the objective lens 11). When the amount of wave surface aberration generated in (also referred to as the optical path of) is SA and the focal distance of the objective lens 11 is Fo.
5 × 10-8 <(SA / Fo) <1 × 10-6 ... Equation 1
Meet.

このことを言い換えると、検出光学系１は、被検物Ａから対物レンズ１１までの光路において式１を満たす大きな球面収差量（便宜上、式１では波面収差量によって定義）が発生する光学系であり、非球面補正板１５によって、式１を満たす大きな球面収差量を補正することができる。また、式１における下限値は、光学顕微鏡で発生する波面収差量を指している。式１における上限値は、フローサイトメータやイメージングサイトメータ等の粒子検査装置のように、流路チップ３内の粒子と対物レンズ１１との間で生じる波面収差量の最大値を指している。すなわち、非球面補正板１５は、光学顕微鏡での球面収差量（波面収差量）よりも大きく、粒子検査装置で発生する最大の球面収差量程度の球面収差を適正に補正するように形成されている。 In other words, the detection optical system 1 is an optical system in which a large amount of spherical aberration satisfying Equation 1 (for convenience, defined by the amount of wavefront aberration in Equation 1) is generated in the optical path from the subject A to the objective lens 11. Yes, the aspherical correction plate 15 can correct a large amount of spherical aberration that satisfies Equation 1. Further, the lower limit value in Equation 1 refers to the amount of wavefront aberration generated by the optical microscope. The upper limit value in the formula 1 refers to the maximum value of the amount of wavefront aberration generated between the particles in the flow path chip 3 and the objective lens 11 like a particle inspection device such as a flow cytometer or an imaging cytometer. That is, the aspherical correction plate 15 is formed so as to appropriately correct spherical aberration that is larger than the spherical aberration amount (wavefront aberration amount) in the optical microscope and is about the maximum spherical aberration amount generated in the particle inspection device. There is.

また、本実施例１における対物レンズ１１は、いわゆる液浸対物レンズであり、被検物Ａとしての粒子が流れる流路チップ３と、対物レンズ１１との間には、油浸オイル（イマ―ジョンオイル）１８が充填されており、対物レンズ１１の開口数ＮＡが高められている。 Further, the objective lens 11 in the first embodiment is a so-called immersion objective lens, and an oil immersion oil (immersion) is used between the flow path chip 3 through which the particles as the test object A flow and the objective lens 11. John oil) 18 is filled, and the numerical aperture NA of the objective lens 11 is increased.

（光の振る舞い）
検出光学系１では、被検物Ａからの光が対物レンズ１１に入射し、対物レンズ１１から出射された光が、対物レンズ１１とリレーレンズ１２との間に位置する一次結像面１４に像を結ぶと共に、リレーレンズ１２に入射する。リレーレンズ１２に入射した光は、非球面補正板１５に入射し、球面収差が補正された光が結像レンズ１３に入射する。結像レンズ１３に入射した光は、検出素子１６の受光領域に集光されて、検出素子１６によって、被検物Ａからの光が検出される。 (Behavior of light)
In the detection optical system 1, the light from the subject A is incident on the objective lens 11, and the light emitted from the objective lens 11 is directed to the primary imaging surface 14 located between the objective lens 11 and the relay lens 12. While forming an image, it is incident on the relay lens 12. The light incident on the relay lens 12 is incident on the aspherical surface correction plate 15, and the light on which the spherical aberration is corrected is incident on the imaging lens 13. The light incident on the imaging lens 13 is focused on the light receiving region of the detection element 16, and the detection element 16 detects the light from the test object A.

特に、流路チップ３内の粒子からの光を検出する場合、流路チップ３を形成する材料の光学的な影響により、粒子と対物レンズ１１との間で発生する球面収差が大きくなる傾向がある。このように大きな球面収差を非球面補正板１５によって効果的に補正することが可能になる。なお、流路チップ３の形成材料としては、例えば、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリプロピレン、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane）、ガラス、石英、及びシリコン等が挙げられる。 In particular, when detecting light from particles in the flow path chip 3, the spherical aberration generated between the particles and the objective lens 11 tends to increase due to the optical influence of the material forming the flow path chip 3. is there. Such a large spherical aberration can be effectively corrected by the aspherical correction plate 15. Examples of the material for forming the flow path chip 3 include polycarbonate, cycloolefin polymer, polypropylene, PDMS (polydimethylolefin), glass, quartz, and silicon.

（効果）
上述したように実施例１の検出光学系１は、対物レンズ１１と、リレーレンズ１２と、結像レンズ１３と、を備えており、対物レンズ１１とリレーレンズ１２との間の光路上に一次結像面１４が設けられ、リレーレンズ１２と結像レンズ１３との間において、対物レンズ１１の瞳位置と略共役となる位置に非球面補正板１５が配置される。これにより、非球面補正板１５によって、被検物Ａから対物レンズ１１までの光路で発生する球面収差を補正することができる。特に、対物レンズ１１の内部又は近傍に補正板を配置するためのスペースを確保することが困難な場合に有効であり、リレーレンズ１２と結像レンズ１３との間の所定位置に配置する非球面補正板１５によって、被検物Ａから対物レンズ１１までの光路で発生する球面収差を補正することができるので、検出光学系１の設計の自由度が高められる。 (effect)
As described above, the detection optical system 1 of the first embodiment includes an objective lens 11, a relay lens 12, and an imaging lens 13, and is primary on the optical path between the objective lens 11 and the relay lens 12. The imaging surface 14 is provided, and the aspherical correction plate 15 is arranged between the relay lens 12 and the imaging lens 13 at a position substantially conjugate with the pupil position of the objective lens 11. Thereby, the aspherical surface correction plate 15 can correct the spherical aberration generated in the optical path from the test object A to the objective lens 11. This is particularly effective when it is difficult to secure a space for arranging the correction plate inside or near the objective lens 11, and the aspherical surface is arranged at a predetermined position between the relay lens 12 and the imaging lens 13. Since the correction plate 15 can correct the spherical aberration generated in the optical path from the test object A to the objective lens 11, the degree of freedom in designing the detection optical system 1 is increased.

また、実施例１の検出光学系１における非球面補正板１５は、光路の光軸上に位置する中心部における屈折力が略ノンパワーに形成され、中心部から外周部に向かって徐々に負の屈折力が大きくなる形状に形成されている。これにより、被検物Ａから対物レンズ１１までの光路で発生する球面収差を効果的に補正することができる。 Further, in the aspherical surface correction plate 15 in the detection optical system 1 of the first embodiment, the refractive power at the central portion located on the optical axis of the optical path is formed to be substantially non-power, and the refractive power is gradually negative from the central portion toward the outer peripheral portion. It is formed in a shape that increases the refractive power of. As a result, spherical aberration generated in the optical path from the test object A to the objective lens 11 can be effectively corrected.

また、実施例１の検出光学系１における非球面補正板１５は、光路の光軸方向における一方の面に平面１５ａが形成され、他方の面に非球面１５ｂが形成されている。これにより、球面収差を補正する所望の形状に容易に加工することが可能になり、非球面補正板１５を容易に形成することができる。 Further, in the aspherical surface correction plate 15 in the detection optical system 1 of the first embodiment, a flat surface 15a is formed on one surface in the optical axis direction of the optical path, and an aspherical surface 15b is formed on the other surface. This makes it possible to easily process a desired shape for correcting spherical aberration, and the aspherical correction plate 15 can be easily formed.

また、実施例１の検出光学系１は、被検物Ａと、被検物Ａからの光が入射する対物レンズ１１の入射面１１ａとの間の光路で発生する波面収差量をＳＡ、対物レンズ１１の焦点距離をＦｏとしたとき、５×１０−８＜（ＳＡ／Ｆｏ）＜１×１０−６・・・（式１）を満たす。言い換えると、非球面補正板１５は、光学顕微鏡での球面収差量よりも大きく、フローサイトメータやイメージングサイトメータ等の粒子検査装置で発生する最大の球面収差量程度の球面収差を適正に補正するように形成されている。このため、検出光学系１は、特に流路チップ３で発生する球面収差を効果的に補正することができる。 Further, the detection optical system 1 of the first embodiment sets the amount of wave surface aberration generated in the optical path between the test object A and the incident surface 11a of the objective lens 11 on which the light from the test object A is incident as SA. When the focal length of the lens 11 is Fo, 5 × 10-8 <(SA / Fo) <1 × 10-6 ... (Equation 1) is satisfied. In other words, the aspherical correction plate 15 appropriately corrects spherical aberration of about the maximum amount of spherical aberration generated in a particle inspection device such as a flow cytometer or an imaging cytometer, which is larger than the amount of spherical aberration in an optical microscope. It is formed like this. Therefore, the detection optical system 1 can effectively correct the spherical aberration generated especially in the flow path chip 3.

また、実施例１の検出光学系１における対物レンズ１１の開口数ＮＡは、１以上である。これにより、一般に市販されている開口数ＮＡが大きい対物レンズを用いることで、検出光学系１の製造コストを抑えると共に、非球面補正板１５によって被検物Ａからの光の検出精度を高めることができる。つまり、開口数ＮＡが大きい専用の対物レンズを形成することなく、被検物Ａからの光の検出精度を高めることができる。また、検出光学系１は、開口数ＮＡが１以上の対物レンズ１１を備えることで、特に、散乱光や蛍光の検出精度を高めることができる。 Further, the numerical aperture NA of the objective lens 11 in the detection optical system 1 of the first embodiment is 1 or more. As a result, by using a commercially available objective lens having a large numerical aperture NA, the manufacturing cost of the detection optical system 1 can be suppressed, and the accuracy of detecting light from the test object A can be improved by the aspherical correction plate 15. Can be done. That is, the accuracy of detecting light from the subject A can be improved without forming a dedicated objective lens having a large numerical aperture NA. Further, the detection optical system 1 is provided with the objective lens 11 having a numerical aperture NA of 1 or more, so that the detection accuracy of scattered light and fluorescence can be particularly improved.

以下、実施例２について図面を参照して説明する。実施例２において、実施例１と同一の構成部材には、実施例１と同一の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

実施例２は、対物レンズ１１が無限共役である場合の検出光学系である点で、対物レンズ１１が有限共役である実施例１と異なる。図２は、実施例２の検出光学系を示す模式図である。 The second embodiment is different from the first embodiment in that the objective lens 11 is a finite conjugate in that it is a detection optical system when the objective lens 11 is infinitely conjugated. FIG. 2 is a schematic view showing the detection optical system of the second embodiment.

（検出光学系の構成）
図２に示すように、実施例２の検出光学系２は、光源１０によって照らされる被検物Ａからの光の光路に沿って、被検物Ａ側から順に配置される、対物レンズ２１と、第１リレーレンズ２３と、第２リレーレンズ２４と、結像レンズ１３と、を備えており、結像レンズ１３からの光が検出素子１６によって検出される。 (Configuration of detection optical system)
As shown in FIG. 2, the detection optical system 2 of the second embodiment has the objective lens 21 arranged in order from the subject A side along the optical path of the light from the subject A illuminated by the light source 10. The first relay lens 23, the second relay lens 24, and the imaging lens 13 are provided, and the light from the imaging lens 13 is detected by the detection element 16.

実施例２における対物レンズ２１は、被検物Ａから光を平行光として出射する。対物レンズ２１も、実施例１における対物レンズ１１と同様に、例えば、市販の対物レンズが用いられており、被検物Ａからの散乱光や蛍光を検出する感度を高める観点では特に開口数ＮＡが１以上の対物レンズが好ましい。 The objective lens 21 in the second embodiment emits light from the subject A as parallel light. As for the objective lens 21, for example, a commercially available objective lens is used as in the objective lens 11 in the first embodiment, and the numerical aperture NA is particularly high from the viewpoint of increasing the sensitivity for detecting scattered light and fluorescence from the test object A. An objective lens having a numerical aperture of 1 or more is preferable.

第１リレーレンズ２３と第２リレーレンズ２４との間の光路上には、一次結像面１４が設けられている。第２リレーレンズ２４と結像レンズ１３との間に位置する、対物レンズ２１の瞳位置と略共役となる位置には、球面収差を補正する非球面補正板１５が配置されている。 A primary image plane 14 is provided on the optical path between the first relay lens 23 and the second relay lens 24. An aspherical correction plate 15 for correcting spherical aberration is arranged between the second relay lens 24 and the imaging lens 13 at a position substantially conjugate with the pupil position of the objective lens 21.

第１リレーレンズ２３は、集光レンズが用いられており、対物レンズ２１から入射した光を、一次結像面１４に結像させる。第２リレーレンズ２４は、コリメータレンズが用いられており、一次結像面１４を介して第１リレーレンズ２３から入射した光を平行光にする。 A condenser lens is used as the first relay lens 23, and the light incident from the objective lens 21 is imaged on the primary image plane 14. A collimator lens is used as the second relay lens 24, and the light incident from the first relay lens 23 via the primary image plane 14 is made into parallel light.

また、検出光学系２において、対物レンズ２１と第１リレーレンズ２３との間の光路上、第２リレーレンズ２４と非球面補正板１５との間の光路上、及び非球面補正板１５と結像レンズ１３との間の光路上には、必要に応じて光路を構成する複数のリレーレンズが配置されてもよい。また、対物レンズ２１は、複数のレンズ群を組み合わせて構成されてもよい。 Further, in the detection optical system 2, the optical path between the objective lens 21 and the first relay lens 23, the optical path between the second relay lens 24 and the aspherical correction plate 15, and the aspherical correction plate 15 are connected. A plurality of relay lenses constituting the optical path may be arranged on the optical path between the image lens 13 and the image lens 13, if necessary. Further, the objective lens 21 may be configured by combining a plurality of lens groups.

また、実施例２の検出光学系２においても、上述の実施例１と同様に、被検物Ａと、被検物Ａからの光が入射する対物レンズ２１の入射面２１ａとの間の光路で発生する波面収差量をＳＡ、対物レンズ２１の焦点距離をＦｏとしたとき、
５×１０−８＜（ＳＡ／Ｆｏ）＜１×１０−６ ・・・式１
を満たす。 Further, also in the detection optical system 2 of the second embodiment, the optical path between the test object A and the incident surface 21a of the objective lens 21 on which the light from the test object A is incident is the same as in the above-described first embodiment. When the amount of wave surface aberration generated in is SA and the focal length of the objective lens 21 is Fo.
5 × 10-8 <(SA / Fo) <1 × 10-6 ... Equation 1
Meet.

（光の振る舞い）
検出光学系２では、被検物Ａからの光が対物レンズ２１に入射し、対物レンズ２１から出射された光が、第１リレーレンズ２３に入射する。第１リレーレンズ２３に入射した光は、第１リレーレンズ２３と第２リレーレンズ２４との間に位置する一次結像面１４に像を結ぶと共に、第２リレーレンズ２４に入射する。第２リレーレンズ２４に入射した光は、非球面補正板１５に入射し、球面収差が補正された光が結像レンズ１３に入射する。結像レンズ１３に入射した光は、検出素子１６の受光領域に集光されて、検出素子１６によって、被検物Ａからの光が検出される。 (Behavior of light)
In the detection optical system 2, the light from the test object A is incident on the objective lens 21, and the light emitted from the objective lens 21 is incident on the first relay lens 23. The light incident on the first relay lens 23 forms an image on the primary image plane 14 located between the first relay lens 23 and the second relay lens 24, and is incident on the second relay lens 24. The light incident on the second relay lens 24 is incident on the aspherical surface correction plate 15, and the light on which the spherical aberration is corrected is incident on the imaging lens 13. The light incident on the imaging lens 13 is focused on the light receiving region of the detection element 16, and the detection element 16 detects the light from the test object A.

（効果）
上述したように実施例２の検出光学系２は、対物レンズ２１と、第１リレーレンズ２３と、第２リレーレンズ２４と、結像レンズ１３と、を備えており、第１リレーレンズ２３と第２リレーレンズ２４との間の光路上に一次結像面１４が設けられ、第２リレーレンズ２４と結像レンズ１３との間に位置する、対物レンズ２１の瞳位置と略共役となる位置には、球面収差を補正する非球面補正板１５が配置される。これにより、実施例２の検出光学系２においても、実施例１と同様に、非球面補正板１５によって、被検物Ａから対物レンズ２１までの光路で発生する球面収差を補正することができる。 (effect)
As described above, the detection optical system 2 of the second embodiment includes an objective lens 21, a first relay lens 23, a second relay lens 24, and an imaging lens 13, and includes the first relay lens 23. A primary imaging surface 14 is provided on the optical path between the second relay lens 24 and is located between the second relay lens 24 and the imaging lens 13 so as to be substantially conjugate with the pupil position of the objective lens 21. An aspherical correction plate 15 for correcting spherical aberration is arranged in the lens. As a result, also in the detection optical system 2 of the second embodiment, the spherical aberration generated in the optical path from the test object A to the objective lens 21 can be corrected by the aspherical correction plate 15 as in the first embodiment. ..

（検査装置の構成）
上述のように構成された実施例１、２の検出光学系１、２のいずれかを備える検出装置は、フローサイトメータ、イメージングサイトメータ等の粒子検出装置に適用されもよい。なお、フローサイトメータ、イメージングサイトメータにおける被検物Ａとしての「粒子」には、細胞や微生物、リポソーム等の生体関連粒子、あるいはラテックス粒子やゲル粒子、工業用粒子等の合成粒子等が広く含まれるものとする。 (Configuration of inspection equipment)
The detection device including any of the detection optical systems 1 and 2 of Examples 1 and 2 configured as described above may be applied to a particle detection device such as a flow cytometer or an imaging cytometer. The "particles" as the test object A in the flow cytometer and the imaging cytometer include a wide range of biological particles such as cells, microorganisms and liposomes, or synthetic particles such as latex particles, gel particles and industrial particles. It shall be included.

図３は、実施例１の検出光学系１を備える検査装置としてのフローサイトメータを示す模式図である。図３に示すように、実施例のフローサイトメータ６は、実施例１の検出光学系１と、波長が異なる複数種類のレーザ光を照射する複数の光源１０（１０ａ〜１０ｇ）と、複数の光源１０（１０ａ〜１０ｇ）からの複数種類の各光を検出する複数の検出素子１６（１６ａ〜１６ｇ）と、を備える。また、フローサイトメータ６は、各光源１０（１０ａ〜１０ｇ）からの光の光路上に配置された複数のプリズムミラー３１と、検出光学系１の結像レンズ１３からの光が入射する複数の光ファイバ３２と、各光ファイバ３２からの光を各検出素子１６（１６ａ〜１６ｇ）に集光する複数の集光レンズ３３と、を備える。 FIG. 3 is a schematic view showing a flow cytometer as an inspection device including the detection optical system 1 of the first embodiment. As shown in FIG. 3, the flow cytometer 6 of the embodiment includes the detection optical system 1 of the first embodiment, a plurality of light sources 10 (10a to 10 g) that irradiate a plurality of types of laser beams having different wavelengths, and a plurality of light sources 10 (10a to 10 g). A plurality of detection elements 16 (16a to 16g) for detecting each type of light from the light source 10 (10a to 10g) are provided. Further, the flow cytometer 6 includes a plurality of prism mirrors 31 arranged on the optical path of light from each light source 10 (10a to 10g), and a plurality of light from the imaging lens 13 of the detection optical system 1. An optical fiber 32 and a plurality of condensing lenses 33 that condense light from each optical fiber 32 on each detection element 16 (16a to 16g) are provided.

複数の光源１０（１０ａ〜１０ｇ）は、例えば、３２０［ｎｍ］、３５５［ｎｍ］、４０５［ｎｍ］、４８８［ｎｍ］、５６１［ｎｍ］、６３７［ｎｍ］、８０８［ｎｍ］の各波長（励起波長）のレーザ光を出射する。各検出素子１６（１６ａ〜１６ｇ）は、各光源１０の各波長よりも長波長側の検波長域を有する。波長が３２０［ｎｍ］及び３５５［ｎｍ］の各レーザ光を出射する光源１０ａ、１０ｂに対応して、これらのレーザ光で励起された粒子からの散乱光や蛍光を検出する検出素子１６ａ、１６ｂが、３６０．５［ｎｍ］〜８４３．８［ｎｍ］程度の波長を検出可能に設けられている。波長が４０５［ｎｍ］のレーザ光を出射する光源１０ｃに対応して、これらのレーザ光で励起された粒子からの散乱光や蛍光を検出する検出素子１６ｃが、４１３．６［ｎｍ］〜８４３．８［ｎｍ］程度の波長を検出可能に設けられている。波長が４８８［ｎｍ］のレーザ光を出射する光源１０ｄに対応して、これらのレーザ光で励起された粒子からの散乱光や蛍光を検出する検出素子１６ｄが、４９２．９［ｎｍ］〜８４３．４［ｎｍ］程度の波長を検出可能に設けられている。波長が５６１［ｎｍ］のレーザ光を出射する光源１０ｅに対応して、これらのレーザ光で励起された粒子からの散乱光や蛍光を検出する検出素子１６ｅが、５５５．３［ｎｍ］〜８４３．８［ｎｍ］程度の波長を検出可能に設けられている。波長が６３８［ｎｍ］のレーザ光を出射する光源１０ｆに対応して、これらのレーザ光で励起された粒子からの散乱光や蛍光を検出する検出素子１６ｆが、６４３．３［ｎｍ］〜８４３．８［ｎｍ］程度の波長を検出可能に設けられている。波長が８０８［ｎｍ］のレーザ光を出射する光源１０ｇに対応して、これらのレーザ光で励起された粒子からの散乱光や蛍光を検出する検出素子１６ｇが、８２３．５［ｎｍ］〜９２０．０［ｎｍ］程度の波長を検出可能に設けられている。 The plurality of light sources 10 (10a to 10 g) have wavelengths of, for example, 320 [nm], 355 [nm], 405 [nm], 488 [nm], 561 [nm], 637 [nm], and 808 [nm]. (Excitation wavelength) laser light is emitted. Each detection element 16 (16a to 16g) has a wavelength detection region on the longer wavelength side than each wavelength of each light source 10. Detection elements 16a and 16b that detect scattered light and fluorescence from particles excited by these laser lights corresponding to the light sources 10a and 10b that emit laser light having wavelengths of 320 [nm] and 355 [nm]. However, a wavelength of about 360.5 [nm] to 843.8 [nm] can be detected. The detection element 16c that detects scattered light and fluorescence from particles excited by these laser beams corresponds to a light source 10c that emits laser light having a wavelength of 405 [nm] is 413.6 [nm] to 843. It is provided so that a wavelength of about 8.8 [nm] can be detected. The detection element 16d that detects scattered light and fluorescence from particles excited by these laser beams corresponds to a light source 10d that emits laser light having a wavelength of 488 [nm] is 492.9 [nm] to 843. It is provided so that a wavelength of about 4 [nm] can be detected. A detection element 16e that detects scattered light and fluorescence from particles excited by these laser beams corresponding to a light source 10e that emits laser light having a wavelength of 561 [nm] is 555.3 [nm] to 843. It is provided so that a wavelength of about 8.8 [nm] can be detected. The detection element 16f that detects scattered light and fluorescence from the particles excited by these laser beams corresponds to the light source 10f that emits laser light having a wavelength of 638 [nm] is 643.3 [nm] to 843. It is provided so that a wavelength of about 8.8 [nm] can be detected. 16 g of detection elements that detect scattered light and fluorescence from particles excited by these laser beams correspond to 10 g of a light source that emits laser light having a wavelength of 808 [nm], and are 823.5 [nm] to 920. It is provided so that a wavelength of about 0.0 [nm] can be detected.

また、各検出素子１６（１６ａ〜１６ｇ）は、受光領域同士が隣接するように密集して配置されており、フローサイトメータ６の小型化が図られている。また、フローサイトメータ６では、検出光学系１の非球面補正板１５が、光路において、各光源１０からの波長が異なる各光の光軸が重なる位置に配置されている。また、フローサイトメータ６は、複数の検出素子１６を用いる代わりに、各光源１０（１０ａ〜１０ｇ）からの光を受光する各受光領域が隣接して配列された単一の検出素子が用いられてもよい。 Further, the detection elements 16 (16a to 16g) are densely arranged so that the light receiving regions are adjacent to each other, and the flow cytometer 6 is miniaturized. Further, in the flow cytometer 6, the aspherical surface correction plate 15 of the detection optical system 1 is arranged at a position in the optical path where the optical axes of the lights having different wavelengths from the light sources 10 overlap. Further, instead of using a plurality of detection elements 16, the flow cytometer 6 uses a single detection element in which each light receiving region that receives light from each light source 10 (10a to 10g) is arranged adjacent to each other. You may.

流路チップ３を用いるフローサイトメータ６や、後述のイメージングサイトメータ７では、粒子と対物レンズ１１との間の光路で発生する球面収差を、補正板を用いて補正する場合、流路チップ３近傍、例えば、対物レンズの内部に、補正板を配置するスペースを確保することが困難な場合が多い。このような場合であっても、対物レンズ１１と結像レンズ１３との間の光路における所定の位置に非球面補正板１５を配置することにより、被検物Ａから対物レンズ１１までの光路で発生する球面収差を補正することが可能となり、検出光学系１の設計の自由度が高められる。 In the flow cytometer 6 using the flow path chip 3 and the imaging cytometer 7 described later, when the spherical aberration generated in the optical path between the particles and the objective lens 11 is corrected by using the correction plate, the flow path chip 3 is used. In many cases, it is difficult to secure a space for arranging the correction plate in the vicinity, for example, inside the objective lens. Even in such a case, by arranging the aspherical correction plate 15 at a predetermined position in the optical path between the objective lens 11 and the imaging lens 13, the optical path from the subject A to the objective lens 11 can be obtained. It becomes possible to correct the generated spherical aberration, and the degree of freedom in designing the detection optical system 1 is increased.

また、上述のように流路チップ３内の粒子からの散乱光や蛍光を検出する場合には、流路チップ３の形成材料の光学的な影響により、粒子から対物レンズ１１までの光路で大きな球面収差が発生する。このため、上述のように所定の位置に配置された非球面補正板１５を用いることにより、粒子から対物レンズ１１までの光路で発生する球面収差を効果的に補正し、粒子からの散乱光や蛍光の検出精度を高めることができる。 Further, when the scattered light or fluorescence from the particles in the flow path chip 3 is detected as described above, the optical path from the particles to the objective lens 11 is large due to the optical influence of the material forming the flow path chip 3. Spherical aberration occurs. Therefore, by using the aspherical correction plate 15 arranged at a predetermined position as described above, the spherical aberration generated in the optical path from the particles to the objective lens 11 can be effectively corrected, and the scattered light from the particles and the scattered light can be corrected. The detection accuracy of fluorescence can be improved.

特に、複数の検出素子１６が隣接して密集して配置される場合には、隣り合う各検出素子１６同士での光の誤検出、いわゆるクロストークが発生するおそれがある。このようなクロストークが問題となる場合であっても、非球面補正板１５によって球面収差を適正に補正することができるので、クロストークの発生を抑えることができる。また、クロストークを避けるために、レーザ光で励起スポット位置を互いに離して配置したり、複数の検出素子１６を互いに離して配置したりすることで、フローサイトメータ６全体の大型化を招くことを防ぐことができる。 In particular, when a plurality of detection elements 16 are closely arranged adjacent to each other, erroneous detection of light between the adjacent detection elements 16, so-called crosstalk, may occur. Even when such crosstalk becomes a problem, the spherical aberration can be appropriately corrected by the aspherical surface correction plate 15, so that the occurrence of crosstalk can be suppressed. Further, in order to avoid crosstalk, the excitation spot positions are arranged apart from each other by the laser beam, or the plurality of detection elements 16 are arranged apart from each other, which causes an increase in the size of the entire flow cytometer 6. Can be prevented.

したがって、実施例１、２の検出光学系１、２を備えるフローサイトメータ６、後述のイメージングサイトメータ７に適用された場合に、市販されている開口数ＮＡが大きい対物レンズを用いて製造コストを抑えると共に、非球面補正板１５によって散乱光や蛍光の検出精度を高めることができる。 Therefore, when applied to the flow cytometer 6 provided with the detection optical systems 1 and 2 of Examples 1 and 2 and the imaging cytometer 7 described later, a commercially available objective lens having a large numerical aperture NA is used to manufacture the product at a manufacturing cost. The aspherical correction plate 15 can improve the detection accuracy of scattered light and fluorescence.

図４は、実施例１の検出光学系を備える検査装置としてのイメージングサイトメータを示す模式図である。図４に示すように、実施例のイメージングサイトメータ７は、実施例１の検出光学系１と、被検物Ａに光を照射する光源１０と、被検物Ａからの光を検出する検出素子１６と、を有する検出モジュール５を備える。すなわち、イメージングサイトメータ７は、本開示の検出装置としての検出モジュール５を含む。また、イメージングサイトメータ７は、検出素子１６の検出結果である検出信号に基づいて情報処理する情報処理部４１と、検出素子１６の検出結果に基づいて、すなわち情報処理部４１からの出力信号に基づいて画像を生成する画像生成部４２と、画像生成部４２からの出力信号に基づいて画像を表示する画像表示部４３と、を備える。 FIG. 4 is a schematic view showing an imaging cytometer as an inspection device including the detection optical system of the first embodiment. As shown in FIG. 4, the imaging cytometer 7 of the embodiment detects the detection optical system 1 of the first embodiment, the light source 10 that irradiates the test object A with light, and the light from the test object A. A detection module 5 including an element 16 is provided. That is, the imaging cytometer 7 includes a detection module 5 as the detection device of the present disclosure. Further, the imaging cytometer 7 uses the information processing unit 41 that processes information based on the detection signal that is the detection result of the detection element 16 and the output signal from the information processing unit 41 based on the detection result of the detection element 16. It includes an image generation unit 42 that generates an image based on the image, and an image display unit 43 that displays an image based on an output signal from the image generation unit 42.

光源１０は、例えば、レーザ光源が用いられている。情報処理部４１及び画像生成部４２は、例えば、中央演算処理装置や各種の記憶装置等が用いられている。画像表示部４３は、例えば、液晶表示板等が用いられている。 As the light source 10, for example, a laser light source is used. For the information processing unit 41 and the image generation unit 42, for example, a central processing unit, various storage devices, and the like are used. For the image display unit 43, for example, a liquid crystal display board or the like is used.

また、イメージングサイトメータ８は、例えば、被検物Ａからの光を、グレーティングやプリズム等の分光素子（図示せず）によって複数の光に波長毎に分割し、波長が異なる各光を複数の検出素子１６によって検出するように構成されてもよい。この場合、イメージングサイトメータは、上述したフローサイトメータ６と同様に、各波長の光を検出する複数の検出素子１６を備える。分光素子を用いる場合には、分光された各光を各検出素子１６に集光する複数の集光レンズ（図せず）が設けられてもよい。また、イメージングサイトメータ７においても、分光素子を用いる代わりに、上述したフローサイトメータ６と同様に、波長が異なる複数種類の光を被検物Ａに照射する複数の光源１０を備えて構成されてもよい。 Further, the imaging cytometer 8 divides the light from the test object A into a plurality of lights for each wavelength by a spectroscopic element (not shown) such as a grating or a prism, and divides each light having a different wavelength into a plurality of wavelengths. It may be configured to be detected by the detection element 16. In this case, the imaging cytometer includes a plurality of detection elements 16 that detect light of each wavelength, similarly to the flow cytometer 6 described above. When a spectroscopic element is used, a plurality of condensing lenses (not shown) may be provided to condense each dispersed light on each detection element 16. Further, the imaging cytometer 7 is also configured to include a plurality of light sources 10 for irradiating the subject A with a plurality of types of light having different wavelengths, as in the flow cytometer 6 described above, instead of using a spectroscopic element. You may.

図３に示したフローサイトメータ６及び図４に示したイメージングサイトメータ７は、実施例１の検出光学系１を備えたが、実施例２の検出光学系２を備えてもよい。 Although the flow cytometer 6 shown in FIG. 3 and the imaging cytometer 7 shown in FIG. 4 include the detection optical system 1 of the first embodiment, the detection optical system 2 of the second embodiment may be provided.

なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。 The present technology can also adopt the following configurations.

（１） 光源によって照らされる被検物からの光の光路に沿って、前記被検物側から順に配置される、対物レンズと、第１リレーレンズと、第２リレーレンズと、結像レンズと、を備え、前記第１リレーレンズと前記第２リレーレンズとの間の前記光路上には一次結像面が設けられ、前記第２リレーレンズと前記結像レンズとの間に位置する、前記対物レンズの瞳位置と略共役となる位置には、球面収差を補正する非球面補正板が配置される、検出光学系。
（２） 光源によって照らされる被検物からの光の光路に沿って、前記被検物側から順に配置される、対物レンズと、リレーレンズと、結像レンズと、を備え、前記対物レンズと前記リレーレンズとの間の前記光路上には一次結像面が設けられ、前記リレーレンズと前記結像レンズとの間に位置する、前記対物レンズの瞳位置と略共役となる位置には、球面収差を補正する非球面補正板が配置される、検出光学系。
（３） 前記非球面補正板は、前記光路の光軸上に位置する中心部における屈折力が略ノンパワーに形成され、前記中心部から外周部に向かって徐々に負の屈折力が大きくなる形状に形成されている、（１）または（２）に記載の検出光学系。
（４） 前記非球面補正板は、前記光路の光軸方向における一方の面に平面が形成され、他方の面に非球面が形成されている、（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の検出光学系。
（５） 前記被検物と、前記被検物からの光が入射する前記対物レンズの入射面との間の光路で発生する波面収差量をＳＡ、前記対物レンズの焦点距離をＦｏとしたとき、５×１０−８＜（ＳＡ／Ｆｏ）＜１×１０−６を満たす、（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の検出光学系。
（６） 前記対物レンズの開口数ＮＡは、１以上である、（１）ないし（５）のいずれか１つに記載の検出光学系。
（７） （１）ないし（６）のいずれか１つに記載の検出光学系と、前記被検物に光を照射する光源と、前記被検物からの光を検出する検出素子と、を備える、検出装置。
（８） （１）ないし（６）のいずれか１つに記載の検出光学系と、前記被検物に複数種類の光を照射する複数の光源と、前記複数種類の光に対応する前記被検物からの各光を検出する複数の検出素子と、を備える、検出装置。
（９） （８）に記載の検出装置と、前記被検物である粒子が流れる流路を有する流路チップに波長が異なる複数種類の光を照射する前記複数の光源と、を備える、フローサイトメータ。
（１０） （７）に記載の検出装置と、前記被検物である粒子が流れる流路を有する流路チップに光を照射する前記光源と、前記検出素子の検出結果に基づいて画像を生成する画像生成部と、を備える、イメージングサイトメータ。 (1) An objective lens, a first relay lens, a second relay lens, and an imaging lens, which are arranged in order from the subject side along the optical path of light from the subject illuminated by the light source. A primary imaging surface is provided on the optical path between the first relay lens and the second relay lens, and is located between the second relay lens and the imaging lens. A detection optical system in which an aspherical correction plate that corrects spherical aberration is arranged at a position that is substantially conjugate with the pupil position of the objective lens.
(2) The objective lens, the relay lens, and the imaging lens, which are arranged in order from the subject side along the optical path of the light from the subject illuminated by the light source, are provided with the objective lens. A primary imaging surface is provided on the optical path between the relay lens and the imaging lens, and a position substantially coupled to the pupil position of the objective lens located between the relay lens and the imaging lens is set. A detection optical system in which an aspherical correction plate that corrects spherical aberration is arranged.
(3) In the aspherical correction plate, the refractive power at the central portion located on the optical axis of the optical path is formed substantially non-power, and the negative refractive power gradually increases from the central portion toward the outer peripheral portion. The detection optical system according to (1) or (2), which is formed in a shape.
(4) The aspherical surface correction plate is any one of (1) to (3), wherein a flat surface is formed on one surface of the optical path in the optical axis direction and an aspherical surface is formed on the other surface. The detection optical system described in.
(5) When the amount of wave surface aberration generated in the optical path between the test object and the incident surface of the objective lens to which the light from the test object is incident is SA, and the focal length of the objective lens is Fo. satisfies 5 × 10 -8 <(SA / Fo) <1 × 10 -6, (1) to the detection optical system according to any one of (4).
(6) The detection optical system according to any one of (1) to (5), wherein the numerical aperture NA of the objective lens is 1 or more.
(7) The detection optical system according to any one of (1) to (6), a light source for irradiating the test object with light, and a detection element for detecting light from the test object. A detection device.
(8) The detection optical system according to any one of (1) to (6), a plurality of light sources for irradiating the subject with a plurality of types of light, and the subject corresponding to the plurality of types of light. A detection device including a plurality of detection elements for detecting each light from an inspection object.
(9) A flow including the detection device according to (8) and the plurality of light sources that irradiate a plurality of types of light having different wavelengths on a flow path chip having a flow path through which particles of the test object flow. Cytometer.
(10) An image is generated based on the detection device according to (7), the light source that irradiates the flow path chip having the flow path through which the particles as the test object flow, and the detection result of the detection element. An imaging cytometer comprising an image generator.

１、２ 検出光学系
３ 流路チップ
３ａ 流路
５ 検出モジュール（検出装置）
６ フローサイトメータ
７ イメージングサイトメータ
１０ 光源
１１ 対物レンズ
１１ａ 入射面
１２ リレーレンズ
１３ 結像レンズ
１４ 一次結像面
１５ 非球面補正板
１５ａ 平面
１５ｂ 非球面
１６ 検出素子
２１ 対物レンズ
２１ａ 入射面
２３ 第１リレーレンズ
２４ 第２リレーレンズ
４２ 画像生成部
Ａ 被検物 1, 2 Detection optical system 3 Flow path chip 3a Flow path 5 Detection module (detection device)
6 Flow cytometer 7 Imaging cytometer 10 Light source 11 Objective lens 11a Incident surface 12 Relay lens 13 Imaging lens 14 Primary imaging surface 15 Aspherical correction plate 15a Flat surface 15b Aspherical surface 16 Detection element 21 Objective lens 21a Incident surface 23 1st Relay lens 24 2nd relay lens 42 Image generator A Subject

Claims (15)

光源によって照らされる被検物からの光の光路に沿って、前記被検物側から順に配置される、対物レンズと、第１リレーレンズと、第２リレーレンズと、結像レンズと、を備え、
前記第１リレーレンズと前記第２リレーレンズとの間の前記光路上には一次結像面が設けられ、
前記第２リレーレンズと前記結像レンズとの間に位置する、前記対物レンズの瞳位置と略共役となる位置には、球面収差を補正する非球面補正板が配置される、
検出光学系。 It includes an objective lens, a first relay lens, a second relay lens, and an imaging lens, which are arranged in order from the subject side along the optical path of light from the subject illuminated by the light source. ,
A primary image plane is provided on the optical path between the first relay lens and the second relay lens.
An aspherical correction plate for correcting spherical aberration is arranged at a position between the second relay lens and the imaging lens, which is substantially conjugate with the pupil position of the objective lens.
Detection optics. 光源によって照らされる被検物からの光の光路に沿って、前記被検物側から順に配置される、対物レンズと、リレーレンズと、結像レンズと、を備え、
前記対物レンズと前記リレーレンズとの間の前記光路上には一次結像面が設けられ、
前記リレーレンズと前記結像レンズとの間に位置する、前記対物レンズの瞳位置と略共役となる位置には、球面収差を補正する非球面補正板が配置される、
検出光学系。 An objective lens, a relay lens, and an imaging lens, which are arranged in order from the subject side along the optical path of light from the subject illuminated by the light source, are provided.
A primary image plane is provided on the optical path between the objective lens and the relay lens.
An aspherical correction plate for correcting spherical aberration is arranged at a position between the relay lens and the imaging lens, which is substantially conjugate with the pupil position of the objective lens.
Detection optics. 前記非球面補正板は、前記光路の光軸上に位置する中心部における屈折力が略ノンパワーに形成され、前記中心部から外周部に向かって徐々に負の屈折力が大きくなる形状に形成されている、
請求項１に記載の検出光学系。 The aspherical surface correction plate is formed in a shape in which the refractive power at the central portion located on the optical axis of the optical path is formed to be substantially non-power, and the negative refractive power gradually increases from the central portion toward the outer peripheral portion. Has been
The detection optical system according to claim 1. 前記非球面補正板は、前記光路の光軸方向における一方の面に平面が形成され、他方の面に非球面が形成されている、
請求項１に記載の検出光学系。 The aspherical surface correction plate has a flat surface formed on one surface of the optical path in the optical axis direction and an aspherical surface formed on the other surface.
The detection optical system according to claim 1. 前記被検物と、前記被検物からの光が入射する前記対物レンズの入射面との間の光路で発生する波面収差量をＳＡ、前記対物レンズの焦点距離をＦｏとしたとき、
５×１０−８＜（ＳＡ／Ｆｏ）＜１×１０−６
を満たす、
請求項１に記載の検出光学系。 When the amount of wavefront aberration generated in the optical path between the test object and the incident surface of the objective lens to which the light from the test object is incident is SA, and the focal length of the objective lens is Fo.
5 × 10-8 <(SA / Fo) <1 × 10-6
Meet,
The detection optical system according to claim 1. 前記対物レンズの開口数ＮＡは、１以上である、
請求項１に記載の検出光学系。 The numerical aperture NA of the objective lens is 1 or more.
The detection optical system according to claim 1. 請求項１に記載の検出光学系と、
前記被検物に光を照射する光源と、
前記被検物からの光を検出する検出素子と、を備える、
検出装置。 The detection optical system according to claim 1 and
A light source that irradiates the test object with light,
A detection element for detecting light from the test object is provided.
Detection device. 請求項１に記載の検出光学系と、
前記被検物に複数種類の光を照射する複数の光源と、
前記複数種類の光に対応する前記被検物からの各光を検出する複数の検出素子と、を備える、
検出装置。 The detection optical system according to claim 1 and
A plurality of light sources that irradiate the test object with a plurality of types of light,
A plurality of detection elements for detecting each light from the test object corresponding to the plurality of types of light are provided.
Detection device. 請求項８に記載の検出装置と、
前記被検物である粒子が流れる流路を有する流路チップに波長が異なる複数種類の光を照射する前記複数の光源と、を備える、
フローサイトメータ。 The detection device according to claim 8 and
The plurality of light sources that irradiate a plurality of types of light having different wavelengths on a flow path chip having a flow path through which particles as a test object flow are provided.
Flow cytometer. 請求項７に記載の検出装置と、
前記被検物である粒子が流れる流路を有する流路チップに光を照射する前記光源と、
前記検出素子の検出結果に基づいて画像を生成する画像生成部と、を備える、
イメージングサイトメータ。 The detection device according to claim 7 and
The light source that irradiates the flow path chip having the flow path through which the particles as the test object flow,
An image generation unit that generates an image based on the detection result of the detection element is provided.
Imaging cytometer. 前記非球面補正板は、前記光路の光軸上に位置する中心部における屈折力が略ノンパワーに形成され、前記中心部から外周部に向かって徐々に負の屈折力が大きくなる形状に形成されている、
請求項２に記載の検出光学系。 The aspherical surface correction plate is formed in a shape in which the refractive power at the central portion located on the optical axis of the optical path is formed to be substantially non-power, and the negative refractive power gradually increases from the central portion toward the outer peripheral portion. Has been
The detection optical system according to claim 2. 前記非球面補正板は、前記光路の光軸方向における一方の面に平面が形成され、他方の面に非球面が形成されている、
請求項２に記載の検出光学系。 The aspherical surface correction plate has a flat surface formed on one surface of the optical path in the optical axis direction and an aspherical surface formed on the other surface.
The detection optical system according to claim 2. 前記被検物と、前記被検物からの光が入射する前記対物レンズの入射面との間の光路で発生する波面収差量をＳＡ、前記対物レンズの焦点距離をＦｏとしたとき、
５×１０−８＜（ＳＡ／Ｆｏ）＜１×１０−６
を満たす、
請求項２に記載の検出光学系。 When the amount of wavefront aberration generated in the optical path between the test object and the incident surface of the objective lens to which the light from the test object is incident is SA, and the focal length of the objective lens is Fo.
5 × 10-8 <(SA / Fo) <1 × 10-6
Meet,
The detection optical system according to claim 2. 前記対物レンズの開口数ＮＡは、１以上である、
請求項２に記載の検出光学系。 The numerical aperture NA of the objective lens is 1 or more.
The detection optical system according to claim 2. 請求項２に記載の検出光学系と、
前記被検物に光を照射する光源と、
前記被検物からの光を検出する検出素子と、を備える、
検出装置。 The detection optical system according to claim 2 and
A light source that irradiates the test object with light,
A detection element for detecting light from the test object is provided.
Detection device.
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